java之反射机制

空口说反射,很难理解这是个什么东西,举个例子就明了了。

假设现在我们有一张动漫的图片,我们通过这张图片,在大脑中搜索有关记忆,就清楚这张图片是什么动漫里的谁;假设我们现在有一个名字,在大脑中搜索有关记忆,就自然而然地想到了该名字人物的具体形象,这种思维过程就是反射。

假设一个类已经加载进JVM,那么,给定该类名,我们就可以通过反射来获取该类的相应信息。

具体定义:反射是被视为动态语言的关键,反射机制允许程序在执行期借助反射API取得任何类的内部信息,并能直接操作在任何对象的内部属性和方法。

java反射机制提供的功能:

  • 在运行时判断任意一个对象所属的类;
  • 在运行时构造任意一个类的对象;
  • 在运行时判断一个类所具有的成员变量和方法;
  • 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法,生成动态代理;

反射相关的API:

  • java.lang.Class:代表一个类
  • java,lang.reflect.Method:代表类的方法
  • java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量
  • jav.lang.reflect.Constructor:代表类的构造方法

一。class类

在Object类中定义了以下的方法,此方法将被所有子类继承:public final Class getClass()。

以上方法返回值是一个Class类,此类是java反射的源头,实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解,即:通过对象反射求出类的名称。

反射可以得到的信息:某个类的属性、方法、构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言,JRE都为其保留一个Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个类的有关信息。

  • Class本身也是一个类;
  • Class对象只能由系统建立;
  • 一个类在JVM中只含有一个实例;
  • 一个Class对象对应的是一个加载进JVM中的一个.class文件;
  • 每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成;
  • 通过Class可以完整地得到一个类中的完整结构;

实例化Class类的四种方式:

  • Class clazz = String.Class();通过类名.class()
  • Class clazz  = p.getClass();通过对象的实例.getClass()
  • Class clazz = Class.forName(“java.lang.String);已知一个类的全类名,且在该类的类路径下,可用过forName()获取
  • ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
    Class clazz4 = cl.loadClass(“类的全类名”);

二、通过反射调用类的完整结构

Person.java

package ref;

public class Person {
    public String name;
    public int age;
}

Move.java

package ref;

interface Move {
    void move();
}

Study.java

package ref;

public interface Study {
    void study();
}    

Student.java

package ref;

public class Student extends Person implements Move,Study{
    
    public String school;
  private String privateField;
    public void showInfo() {
        System.out.println("学校是"+this.school);
    }

    @Override
    public void study() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("学习到中学的知识");
    }

    @Override
    public void move() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("骑自行车上学");
    }
    
    public Student() {
        System.out.println("调用的是Student()");
    }
    
    public Student(String school) {
        this.school = school;
        System.out.println("调用的是Student(String school)");
    }
    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("调用的是Student(String name,int age)");
    }
    
    private void test(String name) {}
    public String testGetSchool() {
        return school;
    }

}

test.java

package ref;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //这里是相关代码
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.获取类的父类和接口

            Class clazz = Class.forName("ref.Student");
            Class superClass = clazz.getSuperclass();
            //获取父类的名字
            System.out.println("父类:"+superClass.getName());
            //获取实现的接口
            Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
            for(Class itf:interfaces) {
                System.out.println("接口名字:"+itf.getName());
            }

父类:ref.Person
接口名字:ref.Move
接口名字:ref.Study

2.获取类的构造方法

//获取公有的构造方法
            Constructor[] cons = clazz.getConstructors();
            for(Constructor con:cons) {
                System.out.println("--------------------------");
                System.out.println("构造方法:"+con.getName());//获取构造方法名称
                //返回1代表public
                System.out.println("构造方法修饰符:"+con.getModifiers());//获取构造方法修饰符
                //获取构造方法的参数类型
                Class[] parameterClass = con.getParameterTypes();
                for(Class param:parameterClass){
                    System.out.println("构造方法:"+con.getName()+"的参数类型为"+param.getName());
                }
                System.out.println("--------------------------");
            }
            //获取私有的构造方法
            Constructor[] cons2 = clazz.getDeclaredConstructors();
            for(Constructor con:cons2) {
                System.out.println("--------------------------");
                System.out.println("构造方法:"+con.getName());//获取构造方法名称
                System.out.println("构造方法修饰符:"+con.getModifiers());//获取构造方法修饰符
                //获取构造方法的参数类型
                Class[] parameterClass = con.getParameterTypes();
                for(Class param:parameterClass){
                    System.out.println("构造方法:"+con.getName()+"的参数类型为"+param.getName());
                }
                System.out.println("--------------------------");
            }

————————–
构造方法:ref.Student
构造方法修饰符:1
————————–
————————–
构造方法:ref.Student
构造方法修饰符:1
构造方法:ref.Student的参数类型为java.lang.String
————————–

 

————————–
构造方法:ref.Student
构造方法修饰符:1
————————–
————————–
构造方法:ref.Student
构造方法修饰符:2
构造方法:ref.Student的参数类型为java.lang.String
构造方法:ref.Student的参数类型为int
————————–
————————–
构造方法:ref.Student
构造方法修饰符:1
构造方法:ref.Student的参数类型为java.lang.String
————————–

3.通过反射来创建对象

                //相当于调用无参构造方法
                Object obj = clazz.newInstance();
                Student stu = (Student) obj;
                //相当于调用Student(String school)构造方法
                Constructor con = clazz.getConstructor(String.class);
                Student stu1 = (Student) con.newInstance("一中");
                //通过反射机制可以强制获取私有方法
                Constructor con2 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
                //解除私有的封装
                con2.setAccessible(true);
                Student stu2 = (Student) con2.newInstance("jack",23);
                System.out.println(stu2.name);
                System.out.println(stu2.age);

调用的是Student()
调用的是Student(String school)
调用的是Student(String name,int age)
jack
23

4.获取类的方法

//获取所有公有方法
            Method[] ms = clazz.getMethods();
            for(Method m:ms) {
                System.out.println("--------------------------");
                System.out.println("方法名:"+m.getName());
                System.out.println("返回值类型:"+m.getReturnType());
                System.out.println("修饰符:"+m.getModifiers());
                Class[] mrs = m.getParameterTypes();
                if(mrs!=null && mrs.length>0) {
                    for(Class mr:mrs){    
                        System.out.println("方法参数类型:"+mr.getName());
                    }
                }
                System.out.println("--------------------------");
            }
            //获取所有方法,包括公有和私有
            Method[] ms2 = clazz.getDeclaredMethods();
            for(Method m:ms2) {
                System.out.println("--------------------------");
                System.out.println("方法名:"+m.getName());
                System.out.println("返回值类型:"+m.getReturnType());
                System.out.println("修饰符:"+m.getModifiers());
                Class[] mrs = m.getParameterTypes();
                if(mrs!=null && mrs.length>0) {
                    for(Class mr:mrs){    
                        System.out.println("方法参数类型:"+mr.getName());
                    }
                }
                System.out.println("--------------------------");
            }

————————–
方法名:showInfo
返回值类型:void
修饰符:1
————————–
————————–
方法名:study
返回值类型:void
修饰符:1
————————–
————————–
方法名:move
返回值类型:void
修饰符:1
————————–
————————–
方法名:testGetSchool
返回值类型:class java.lang.String
修饰符:1
————————–
————————–
方法名:wait
返回值类型:void
修饰符:17
————————–
————————–
方法名:wait
返回值类型:void
修饰符:17
方法参数类型:long
方法参数类型:int
————————–
————————–
方法名:wait
返回值类型:void
修饰符:273
方法参数类型:long
————————–
————————–
方法名:equals
返回值类型:boolean
修饰符:1
方法参数类型:java.lang.Object
————————–
————————–
方法名:toString
返回值类型:class java.lang.String
修饰符:1
————————–
————————–
方法名:hashCode
返回值类型:int
修饰符:257
————————–
————————–
方法名:getClass
返回值类型:class java.lang.Class
修饰符:273
————————–
————————–
方法名:notify
返回值类型:void
修饰符:273
————————–
————————–
方法名:notifyAll
返回值类型:void
修饰符:273
————————–

————————–
方法名:test
返回值类型:void
修饰符:2
方法参数类型:java.lang.String
————————–

————————–
方法名:showInfo
返回值类型:void
修饰符:1
————————–
————————–
方法名:study
返回值类型:void
修饰符:1
————————–
————————–
方法名:move
返回值类型:void
修饰符:1
————————–
————————–
方法名:testGetSchool
返回值类型:class java.lang.String
修饰符:1
————————–

5.获取类的属性

       //获取公有属性
            Field[] fs = clazz.getFields();
            for(Field f:fs) {
                System.out.println("--------------------------");
                System.out.println("属性名:"+f.getName());
                System.out.println("属性类型:"+f.getType());
                System.out.println("修饰符:"+f.getModifiers());
                System.out.println("--------------------------");
            }
            //获取所有属性
            Field[] fs2 = clazz.getDeclaredFields();
            for(Field f:fs2) {
                System.out.println("--------------------------");
                System.out.println("属性名:"+f.getName());
                System.out.println("属性类型:"+f.getType());
                System.out.println("修饰符:"+f.getModifiers());
                System.out.println("--------------------------");
            }

————————–
属性名:school
属性类型:class java.lang.String
修饰符:1
————————–
————————–
属性名:name
属性类型:class java.lang.String
修饰符:1
————————–
————————–
属性名:age
属性类型:int
修饰符:1
————————–

————————–
属性名:school
属性类型:class java.lang.String
修饰符:1
————————–
————————–
属性名:privateField
属性类型:class java.lang.String
修饰符:2
————————–

6.获取类所在的包

            //获取类所在的包
            Package p = clazz.getPackage();
            System.out.println(p.getName());

ref

三、通过反射来调用类中指定的方法和属性

向Student.java中插入以下方法:

    private void test(String name) {
        System.out.println("这是私有的test(String name)方法");
    }

    public void setInfo(String name,String school) {
        this.name = name;
        this.school = school;
        System.out.println("这是公有的setInfo(String name,String school)方法");
    }
    public void setInfo(int age) {
        this.age = age;
        System.out.println("这是公有的setInfo(int age)方法");
    }

1.调用类中指定的方法

                Constructor con = clazz.getConstructor();
                Object obj = con.newInstance();
                //先获取到方法
                Method m = clazz.getMethod("setInfo", String.class,String.class);
                //再进行调用
                m.invoke(obj, "tom","三中");
                //如果想调用私有的方法
                Method m2 = clazz.getDeclaredMethod("test", String.class);
                m2.setAccessible(true);
                m2.invoke(obj, "jack");
                //调用重载的方法
                Method m3 = clazz.getMethod("setInfo", int.class);
                m3.invoke(obj, 12);
                //调用具有返回值的方法
                Method m4 = clazz.getMethod("testGetSchool");
                String school = (String) m4.invoke(obj);
                System.out.println(school);

调用的是Student()
这是公有的setInfo(String name,String school)方法
这是私有的test(String name)方法
这是公有的setInfo(int age)方法
三中

2.调用类中指定的属性

                Constructor con = clazz.getConstructor();
                Object obj = con.newInstance();
                Student stu = (Student) obj;
                Field f = clazz.getField("school");
                //对stu属性school设置值
                f.set(stu,"第三中学");
                String school = (String) f.get(stu);
                System.out.println(school);
                //如果是私有的属性
                Field f2 = clazz.getDeclaredField("privateField");
                f2.setAccessible(true);
                f2.set(stu,"私有属性");
                String privateField = (String) f2.get(stu);
                System.out.println(privateField);

调用的是Student()
第三中学
私有属性